초록 ▼

연구개요
성공적인 임플란트 이식의 관건은 단기간에 뼈와 임플란트가 붙어야 하며 (골유착), 장기간 자기 치아와 같은 기능을 수행하는데 있음. 임플란트의 치료성공률을 높이기 위해서 물리화학적인 방법으로 임플란트의 표면 거칠기를 높이는 방법이 일찍이 사용되었음. 이러한 방법으로 임플란트의 치료성공률이 다소 높일 수 있다는 보고가 있지만, 지나친 표면거칠기는 임플란트 주위에 염증반응을 일으키는 원인이 됨. 이러한 문제점을 해결하고자 표면형상 위에 골세포 분화를 유도하는 패턴을 발굴하여 생체이식형 의료소자의 골유착을 강화시킬 수 있는

연구개요
성공적인 임플란트 이식의 관건은 단기간에 뼈와 임플란트가 붙어야 하며 (골유착), 장기간 자기 치아와 같은 기능을 수행하는데 있음. 임플란트의 치료성공률을 높이기 위해서 물리화학적인 방법으로 임플란트의 표면 거칠기를 높이는 방법이 일찍이 사용되었음. 이러한 방법으로 임플란트의 치료성공률이 다소 높일 수 있다는 보고가 있지만, 지나친 표면거칠기는 임플란트 주위에 염증반응을 일으키는 원인이 됨. 이러한 문제점을 해결하고자 표면형상 위에 골세포 분화를 유도하는 패턴을 발굴하여 생체이식형 의료소자의 골유착을 강화시킬 수 있는지 검증함으로써 임플라트 치료 분야에서 새로운 방식의 치료전략을 제시하고자 함

본 연구는 골유착 기간을 단축시킬 수 있는 패턴을 발굴하고 그 기전을 규명할 것이며, 생체적합재료의 표면형상 위에 패턴을 새겨 동물에 이식 후 골유착 강화의 유효성 및 안전성을 평가하여 획기적인 형태의 의용공학적 소재를 개발에 단초를 제공하고자 함

연구 목표대비 연구결과
본 연구의 성공적인 수행을 위해 3 단계의 목표를 설정 후 세부 목표를 세워 실험을 수행함으로써 체계적인 연구 진행을 도모함

1단계(1차년도)는 세포배양이 가능한 재료를 이용하여 표면 패턴의 제작을 목표로 하였고, 목표 달성하였음. 세부 목표로 조골세포 분화를 평가할 다양한 마스터 패턴을 확보함. 마스터 패턴을 이용하여 패턴 제작 후 재료의 물성을 조절하여 세포실험을 위한 최적의 배양조건을 확립하고자 하였고, 목표 달성하였음.

2단계(2차년도)는 골분화를 위한 최적의 패턴 선정 및 기전규명을 목표로 하였고, 목표 달성하였음. 세부 목표로 패턴 상에서 조골세포 분화능을 평가하여 조골세포 분화를 증가시키는 최적의 패턴을 선정함. 그리고 최적의 패턴에서 분화가 증가하는 작용기전을 세포수준에서 규명함. 조골세포 분화에는 3종류의 세포를 사용하여, 패턴의 크기(길이, 너비, 둘레 등)와 세포의 특성(stemness, 길이, 너비, 둘레 등)의 상관관계를 규명하고자 하였고, 목표 달성하였음.

3단계(3차년도)는 개체 수준에서 조골세포 분화능력 및 골유착 강화의 유효성 및 안전성 검증을 목표로 하였고, 목표 달성하였음. 세부 목표로 생체 이식이 가능한 생체적합 재료 위에 패턴제작을 제작하여 동물에 이식한 후 특정 패턴에 의한 골유착 유효성 및 안전성을 평가하고자 하였고, 목표 달성하였음.

연구개발결과의 중요성
학문적/기술적인 기대효과로 생체이식형 의료소자를 이용한 치료 분야에 새로운 패러다임 제시할 수 있음. 대부분의 패턴연구가 재료적 관점에서 수행되었으므로, 본 연구를 통해 골생물학적, 골의학적 관점에서 기전연구를 포함하는 융합연구의 성공적인 모델이 될 것으로 사료됨
또한 융합적인 관점에서 분자 수준의 유전자 작동 기작을 규명하고 이를 세포 수준 및 개체 수준에서 그 효과를 검증함으로써 생체이식형 의료소자를 이용한 치료에 근본적인 해결 방안을 제시할 것임
경제적/산업적 기대효과로 표면패턴 개발을 통한 골유착율을 개선으로 치료기간을 단축할 수 있음으며 지식재산권 확보와 기술이전이 가능함. 현재까지 규제기관에서 허가를 받았거나 전문의료기기로 시판 중인 생체이식형 의료소자 중 규칙적 패턴을 가진 제품이 없음. 또한 “임플란트의 표면처리 방법으로 패턴”에 대한 특허가 출원되지 없음. 따라서 본 연구를 통해 특허출원 가능함. 뿐만 아니라 골유착 강화를 유도하는 표면패턴 연구가 성공할 시 원천성이 높은 지식재산원의 확보가 가능함. 노령화에 따른 식립체 이식 연령층의 증가로 기존 의료소자시장에서 새로운 장을 열수 있음.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 10
• ■ 1차년도 ... 10
• ■ 2차년도 ... 13
• ■ 3차년도 ... 17
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 18
• 4. 참고문헌 ... 18
• 5. 연구성과 ... 19
• 대표적 연구실적 ... 23
• 끝페이지 ... 30